近年来钙钛矿太阳能电池取得了极大的发展，目前单结电池最高效率已达25.7%，媲美单晶硅太阳能电池。但是，要实现其商业化，其性能（特别是稳定性）尚需进一步提升。因此，最近各种各样的方法、策略用于发展高性能（高效率与高稳定）的钙钛矿太阳能电池。鉴于此，河南大学陈冲课题组与中科院固体所王命泰研究员课题组、美国雪城大学乔启全教授（Quinn Qiao）课题组合作，以“Strategies for High-performance Perovskite Solar Cells from Materials, Film Engineering to Carrier Dynamics and Photon Management”为题，在能源材料顶级期刊InfoMat期刊上发表的综述文章（IF=25.0）。
在该综述中，作者结合陈冲课题组在钙钛矿太阳能电池的研究成果，分别从以下四个方面系统分析了当前制备高性能钙钛矿太阳能电池的方法与策略：
（1）钙钛矿材料工程：分别从材料的晶体结构、维度和成分等方面介绍了钙钛矿材料（如：ABX3型钙钛矿、二维钙钛矿、双钙钛矿结构以及无金属钙钛矿材料）在高性能电池方面的应用，以及探讨了这些材料对电池性能的影响。
（2）钙钛矿薄膜工程：主要在制备工艺与缺陷钝化两个方面，去探讨制备高质量钙钛矿薄膜的方法，并且对相关物理机理也做了阐述。制备工艺方面，详细介绍了各工艺参数对薄膜质量以及电池性能的影响。
（3）载流子动力学工程：梳理了光生载流子产生、转移、运输各过程物理机制，探讨了导致载流子复合的各影响因素。从电荷传输材料角度，详细地总结了增强电荷分离与降低其在转移、运输过程中损耗的方法。同时，也介绍了利用物理效应（如：铁电效应）来提高电荷分离和降低其损耗的策略。
（4）光子管理工程：分别从等离子效应与上转换效应这两种光子管理方面介绍了对光子的有效利用，以获得高效率的钙钛矿太阳能电池。
最后，作者对当前制备高性能钙钛矿太阳能电池存在的不足进行了分析与展望。河南大学为第一单位，第一作者为河南大学青年老师李桧林副教授，陈冲教授、王命泰研究员、Prof. Qiao为共同通讯作者。此项工作得到国家自然科学基金、河南省自然科学基金、河南大学青年英才项目等的支持。
论文信息
Strategies for high-performance perovskite solar cells from materials, film engineering to carrier dynamics and photon management
Huilin Li, Chong Chen*, Hangyu Hu, Yu Li, Zhitao Shen, Fumin Li, Ying Liu, Rong Liu, Junwei Chen, Chao Dong, Sally Mabrouk, Raja Sekhar Bobba, Abiral Baniya, Mingtai Wang*, Quinn Qiao*
DOI: 10.1002/inf2.12322
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/inf2.12322
简介